[發(fā)明專利]半透膜技術(shù)增強酶解程度制備高性能防水纖維板新工藝

無效

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• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN104149153A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 艾照全;汪帆;蔡婷
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北大學(xué);艾照全
• 主分類號: B27N3/04
• 分類號: B27N3/04;B27N1/00;B27N3/08;B27N3/10;D21C5/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及一種利用農(nóng)作物廢料秸稈為基材，經(jīng)過多種生物酶程序處理，采用半透膜技術(shù)提高酶解程度以及松香加入，制備高性能防水纖維板的新工藝。屬于人造纖維板領(lǐng)域。??

背景技術(shù)

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，對木材和木制品的需求量大量增加，傳統(tǒng)的人造板(刨花板、膠合板、纖維板等)均系以木材為原料，木材供應(yīng)的減少使人造板廠面臨原料缺乏的壓力，為了緩解我國木材供需矛盾，除了大力營造人工林和高效利用現(xiàn)有森林資源外，需要充分利用農(nóng)業(yè)加工剩余物及非木材植物資源。?

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，每年種植大量的糧食及經(jīng)濟作物。過去我國秸稈的利用主要在用作燃料、飼料、肥料、造紙等工業(yè)生產(chǎn)中，但隨著化肥、農(nóng)藥、石油能源等的高投入，液化氣及煤氣的普及，小規(guī)模造紙廠的關(guān)閉，農(nóng)作物秸稈在還田、燃料、造紙等方面的利用正趨于萎縮，與發(fā)達國家相比，我國秸稈綜合利用水平較低，綜合利用技術(shù)研發(fā)水平落后，秸稈利用研究與推廣脫節(jié)，大量寶貴的秸稈資源沉睡、廢棄和流失，甚至放火焚燒，在天空產(chǎn)生霧霾，不僅浪費資源，還污染環(huán)境。其原因是目前秸稈的利用工藝方式創(chuàng)造的附加值低，得不償失，還不如一把火燒了。因此開發(fā)高附加值利用秸稈技術(shù)，己經(jīng)成為一個刻不容緩的問題。?

?目前有使用農(nóng)作物廢料制備纖維板的報道，如CN?102463617?A以植物秸稈為原料，添加膠合劑、石蠟乳液為防水劑，制備秸稈纖維板，各項性能符合國家標準；CN?1070863A以毛竹為原料，添加脲醛樹脂、酚醛樹脂為膠黏劑，石蠟為防水劑，制備中密度纖維板；CN?1559769A以皇竹草纖維、木材纖維為原料，混入樹脂膠制備纖維板；CN?1899783A以農(nóng)作物秸稈為原材料，施加水性高分子-異腈酸酯膠黏劑、改性淀粉膠黏劑等制備秸稈刨花板，CN101934548?A利用竹材、木材邊角料、農(nóng)作物秸稈等為原料，經(jīng)過爆破處理，施加酚醛樹脂類膠黏劑制備人造板，這些發(fā)明較傳統(tǒng)人造纖維板在成本上有了很大突破，但均需額外添加化學(xué)膠黏劑和防水劑，造成了制作工藝的不環(huán)保。?

CN?102259368?A以開松秸稈纖維為原料，添加脂肪酶、半纖維素酶、纖維素酶、漆酶、蛋白酶五種生物酶，制備一種全生物質(zhì)增強纖維板，本發(fā)明在此基礎(chǔ)上對酶解工藝進行了改進，開辟了一條工藝簡單，制備環(huán)保、防水、性能優(yōu)異的中密度纖維板的方法。依照秸稈的纖維組成結(jié)構(gòu)，采用漆酶、半纖維素酶程序水解，降解秸稈纖維中的部分木質(zhì)素、半纖維素成分，并且酶解過程采用半透膜技術(shù)，分離酶解產(chǎn)物和底物，保證了酶解過程的持續(xù)高效進行，待酶解過程結(jié)束后，混合處理后的秸稈纖維及酶解液，蒸發(fā)水分，并烘干至一定含水量壓制成中密度纖維板。此過程沒有污水排放，秸稈纖維的組成成分得到充分利用。在高溫高壓壓制板材過程中，處理后的秸稈纖維、水解液中的水解成分，以及未水解完全的高分子物質(zhì)在高溫下可以發(fā)生聚合而產(chǎn)生膠黏；同時在高溫壓制前添加松香及其交聯(lián)劑，一方面由于松香具有羧基和雙鍵的活性基團，可作為高溫壓板過程中的聚合單體，另外松香可做防水劑和填充劑，使聚合過程更容易進行，制得的纖維板具有防水功能，且力學(xué)性能優(yōu)異。整個過程不添加醛類膠黏劑和石蠟類防水劑，經(jīng)濟環(huán)保。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種價格低廉、性能優(yōu)異且工藝簡單的生產(chǎn)防水纖維板新工藝。?

?本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達到：一種以農(nóng)作物廢料秸稈為材料，經(jīng)過多種生物酶程序處理，半透膜技術(shù)提高酶解程度，松香加入制備高性能防水纖維板的工藝方法。其包括原料加工、生物酶程序預(yù)處理、半透膜濾過、松香拌入、鋪裝、熱壓、成品處理等步驟，其特征在于：?

?[0008]（1）原料加工：將農(nóng)作物秸稈通過開松機開松處理，除去秸稈表面蠟質(zhì)層，使纖維成分充分暴露。

?（2）生物酶程序預(yù)處理：開松后的秸稈纖維先加入一定酶活的漆酶酶液，在漆酶最佳反應(yīng)溫度、PH下反應(yīng)適當?shù)臅r間，使秸稈纖維中的木質(zhì)素達到最大的程度的酶解。然后進行高溫滅活處理，降低溫度至半纖維素酶反應(yīng)的最佳溫度，加入一定酶活的半纖維素酶酶液，在半纖維素酶最佳反應(yīng)溫度、PH下反應(yīng)適當?shù)臅r間，使秸稈纖維中的半纖維素達到最大的程度的酶解。?

?為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，漆酶、半纖維素酶處理過程均在裝有能讓中小分子物質(zhì)透過，大分子物質(zhì)不能透過的半透膜裝置的容器中進行，為保證此過程的順利進行，可以間歇對反應(yīng)容器內(nèi)施加0.1-2MP的壓力，以加速小分子的過濾。?

?為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，在生物酶預(yù)處理的過程中，需用氧氣泵持續(xù)通氧，并用攪拌器攪拌，使生物酶與秸稈纖維底物充分反應(yīng)。?